KR20100025983A - Vitual assembly simulation system - Google Patents

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KR20100025983A KR1020080084765A KR20080084765A KR20100025983A KR 20100025983 A KR20100025983 A KR 20100025983A KR 1020080084765 A KR1020080084765 A KR 1020080084765A KR 20080084765 A KR20080084765 A KR 20080084765A KR 20100025983 A KR20100025983 A KR 20100025983A
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윤정원
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Abstract

PURPOSE: A virtual assembly simulation system is provided to minimize an assembly time and a translation distance through a haptic navigating guideline and an assembly sequence guideline and to maximize effectiveness for assembling components. CONSTITUTION: An assembly information generator(110) creates assembly sequence information and assembly pathway information using a selected component information and gripper information through an optimized assembly algorithm. An assembly interface unit(120) offers a virtual assembly environment to a user for the assembly simulation of each component. A assembly simulation part(130) provides the optimized assembly sequence guideline and the assembly pathway guideline to the user. A haptic driving part(140) offers a haptic feedback corresponding to the collision to the user when collision between components is detected.

Description

가상조립 시뮬레이션 시스템{VITUAL ASSEMBLY SIMULATION SYSTEM}Virtual Assembly Simulation System {VITUAL ASSEMBLY SIMULATION SYSTEM}

본 발명은 최적화된 조립이동경로 및 조립순서정보를 이용하여 가상조립환경에서 햅틱경로안내 및 조립순서안내를 통해 조립시간 및 이동거리를 최소화하여 부품조립 구현시의 효율성을 극대화 할 수 있는 가상조립 시뮬레이션 시스템에 관한 것이다.The present invention minimizes the assembly time and moving distance through the haptic path guidance and assembly sequence guide in the virtual assembly environment using the optimized assembly movement path and assembly order information virtual assembly simulation that can maximize the efficiency of the assembly It's about the system.

최근 항공기, 자동차, 조선 등의 응용 기계 시스템의 개발에 사용되고 있는 DMU(Digital Mock-Up) 기능에 가상현실 기술을 합친 가상설계(Virtual Design) 기술은 제품 제조 공정을 실제와 유사하게 디지털화함으로써, 제품설계, 조립성, 및 사용성 등에 있어 결함과 오류를 사전에 발견하도록 하여 개발기간 및 비용을 획기적으로 절감하는 효과를 유발한다.Virtual design technology, which combines virtual reality technology with DMU (Digital Mock-Up) function, which is used in the development of applied machine systems such as aircraft, automobiles, shipbuilding, etc. Detects defects and errors in advance in design, assembly, and usability, resulting in significant savings in development time and costs.

VR 툴과 제품의 CAD 데이터를 이용하는 VR 기반 실물모형(Mock-Up) 기술은 디지털 데이터를 표현하고, 운영자가 VR 인터페이스를 통해 직관적으로 조작할 수 있도록 하여 실제 프로토 타입을 대체할 수 있다. 이때, 가상현실을 이용한 설계의 핵심 기술로 가상 객체 사이의 상호작용 결과를 사실적인 수준에 가깝게 표현하기 위해 물리엔진과 같은 시뮬레이션 기술의 활용과 사용자의 직접 상호작용을 통 한 핸드 인터페이스 장치의 개발이 필요하다.Using VR tools and product CAD data, VR-based mock-up technology can replace real prototypes by representing digital data and allowing operators to intuitively manipulate it through the VR interface. At this time, as a core technology of design using virtual reality, in order to express the result of interaction between virtual objects close to the realistic level, the use of simulation technology such as a physics engine and the development of a hand interface device through direct user interaction need.

햅틱 인터페이스(Haptic Interface) 기술은 인간과 컴퓨터의 상호작용을 이용하여 생산성과 효율성을 높여주며, 손을 사용하여 자연스러운 방법으로 실제 존재하는 물체를 만드는 것처럼 컴퓨터 상에서 물체를 만들거나 조작, 변형할 수 있도록 한다. Haptic Interface technology uses human-computer interaction to increase productivity and efficiency, and allows you to create, manipulate, and transform objects on your computer just as you use your hands to create real objects in a natural way. do.

따라서, 첨단 기계 부품을 사실적인 감각 정보를 갖는 실물 크기의 가상 디지털 모형으로 만들어, 실제와 같은 감각으로 가상 조립을 수행함으로써 부품의 조립유무를 확인할 수 있는 시스템은 부품 조립을 실감적으로 시뮬레이션 할 수 있어, 조립의 최적화에 사람의 지능을 적용할 수 있는 효과적인 방안이다. 이에, 가상 생산과 햅틱을 포함한 핸드인터페이스를 결합한 시스템이 제시되고 있지만, 가살 조립 시스템 및 햅틱 연동 관련 시스템은 아직 제시되고 있지 않다.Therefore, a system that can verify the assembly of parts by making virtual machine models with life-size virtual digital models with realistic sensory information and performing virtual assembly with a realistic sense can realistically simulate assembly of parts. Therefore, it is an effective way to apply human intelligence to the optimization of assembly. Thus, a system combining a virtual machine and a hand interface including a haptic has been proposed, but a killing assembly system and a haptic interworking related system have not been proposed yet.

기존 부품 조립의 최적화에서는 형상 데이터 및 조립에 필요한 그리퍼에 의존하여 수치적으로 조립순서의 최적화를 수행하고 있다. 하지만, 이러한 경우 부품이 복잡해짐에 따라 수치적인 복잡성이 증가하고, 실제 적용 시 수치적으로 산출된 시뮬레이션과 차이가 발생하는 문제점이 있다. In the optimization of the existing assembly, the assembly sequence is numerically optimized depending on the shape data and the grippers required for the assembly. However, in this case, as the parts become more complicated, the numerical complexity increases, and there is a problem that a difference occurs from the numerically calculated simulation in actual application.

따라서, 수치적으로 산출하는 조립 최적화 접근 방법 대신, 가상환경으로 조립환경을 구현하여 사용자에 의한 최적 조립 방법을 구현하는 것을 목적으로 하는 가상조립설계환경이 제시되고 있다. 하지만, 가상조립환경과 조립최적화를 합친 시스템은 제시되고 있지 않다. Therefore, instead of the numerically calculated assembly optimization approach, a virtual assembly design environment has been proposed for the purpose of realizing the assembly method by the user by implementing the assembly environment in a virtual environment. However, no system that combines virtual assembly environment and assembly optimization has been proposed.

가상조립환경을 실제와 같은 조립환경으로 구축하고 제안된 조립 알고리즘을 시뮬레이션 한다면, 빠른 시간 내에 조립 알고리즘을 평가하고 보안 검증할 수 있다. 이에, 최적의 경로 이동으로 조립시간 및 이동거리를 단축시킬 수 있는 경로계획(path planning)이 조립순서와 결합된 최적조립 알고리즘을 적용한 가상조립 시뮬레이션 시스템의 개발이 요구되고 있다.If the virtual assembly environment is constructed as a realistic assembly environment and the proposed assembly algorithm is simulated, the assembly algorithm can be quickly evaluated and security verified. Accordingly, there is a demand for the development of a virtual assembly simulation system using an optimal assembly algorithm in which path planning that can reduce assembly time and moving distance by optimal path movement is combined with an assembly sequence.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술을 개선하기 위해 안출된 것으로서, 최적화된 조립이동경로 및 조립순서정보를 이용하여 가상조립환경에서 햅틱경로안내 및 조립순서안내를 통해 조립시간 및 이동거리를 최소화하여 부품조립 구현시의 효율성을 극대화 할 수 있는 가상조립 시뮬레이션 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention has been made to improve the prior art as described above, by minimizing the assembly time and moving distance through the haptic path guidance and assembly sequence guide in the virtual assembly environment using the optimized assembly movement path and assembly order information The objective is to provide a virtual assembly simulation system that can maximize the efficiency of assembly implementation.

또한, 본 발명은 햅틱이 포함된 VR 기반 최적조립 시스템을 이용하여 가상환경에서 조립 알고리즘의 성능을 실제 경우와 유사한 환경에서 평가할 수 있도록 하고, 부품이 조립동안 움직인 거리를 최소화시키는 경로를 추종하도록 햅틱 안내를 통해 최적조립이 가능토록 하는 가상조립 시뮬레이션 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.In addition, the present invention uses the VR-based optimal assembly system including the haptic to evaluate the performance of the assembly algorithm in a virtual environment similar to the actual case, and to follow the path to minimize the distance traveled during the assembly An object of the present invention is to provide a virtual assembly simulation system that enables optimal assembly through haptic guidance.

또한, 본 발명은 그리퍼 교환 회수 및 부품 회전수를 최소화하는 조립 순서 최적화 알고리즘에 경로궤적의 이동거리가 최소화되는 알고리즘이 추가되어, 부품조립순서 및 경로가 동시에 최적화되는 조립 시뮬레이션을 가능하게 하는 가상조립 시뮬레이션 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.In addition, the present invention is added to the assembly sequence optimization algorithm for minimizing the number of gripper replacement and the number of parts rotation, the algorithm to minimize the movement distance of the path trajectory, virtual assembly to enable the assembly simulation in which the parts assembly order and the path is optimized at the same time It is an object to provide a simulation system.

또한, 본 발명은 형상 데이터에 의존한 수치적인 조립순서 최적화 방법에 햅틱 안내가 가능한 경로계획 알고리즘을 포함시켜, 최적화된 조립순서안내 및 조립경로안내를 사용자에게 제공함으로써, 사용자가 조립 동안 최단거리 및 적은 에너지 소비로 최대한 빠른 조립이 가능한 조립조건을 찾을 수 있도록 하는 가상조립 시뮬레이션 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.In addition, the present invention includes a path planning algorithm capable of haptic guidance in the numerical assembly order optimization method depending on the shape data, providing the user with the optimized assembly sequence guide and assembly path guide, so that the user can achieve the shortest distance and It is an object of the present invention to provide a virtual assembly simulation system that can find the assembly conditions as fast as possible with low energy consumption.

또한, 본 발명은 햅틱경로안내 및 조립순서안내가 주어진 최적의 조립 시뮬레이션의 반복된 훈련을 통해 보다 효과적인 사용자의 조립 훈련을 가능하게 하는 가상조립 시뮬레이션 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.It is also an object of the present invention to provide a virtual assembly simulation system that enables more effective user assembly training through repeated training of the optimal assembly simulation given the haptic path guidance and assembly sequence guide.

상기의 목적을 이루고 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명에 따른 가상조립 시뮬레이션 시스템은, 선정된(predetermined) 부품 정보 및 그리퍼 정보로부터 최적조립 알고리즘을 통해 조립순서정보 및 조립경로정보를 생성하는 조립정보 생성부; 상기 조립순서정보 및 상기 조립경로정보에 따른 각 부품의 조립 시뮬레이션을 위한 가상조립환경을 사용자에게 제공하는 조립 인터페이스부; 상기 조립순서정보 및 상기 조립경로정보를 통해 최적화된 조립순서안내 및 조립경로안내를 상기 사용자에게 제공하고, 상기 사용자에 의한 상기 각 부품의 조립 시뮬레이션의 수행을 제어하는 조립 시뮬레이션부; 및 상기 조립 시뮬레이션의 수행시 상기 각 부품의 충돌이나 부품과 장애물 간의 충돌이 감지되는 경우, 상기 사용자에게 상기 충돌에 대응하는 햅틱 피드백을 제공하는 햅틱 구동부를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object and solve the problems of the prior art, the virtual assembly simulation system according to the present invention, to generate the assembly order information and assembly path information through the optimal assembly algorithm from the predetermined parts information and gripper information Assembly information generation unit; An assembly interface unit providing a user with a virtual assembly environment for assembly simulation of each component according to the assembly sequence information and the assembly path information; An assembly simulation unit configured to provide an assembly order guide and an assembly path guide optimized through the assembly order information and the assembly path information, and to control performance of the assembly simulation of each component by the user; And a haptic driver that provides haptic feedback to the user when the collision of each component or the collision between the component and the obstacle is detected when the assembly simulation is performed.

또한, 본 발명에 따른 가상조립 시뮬레이션 시스템의 상기 조립정보 생성부는, 상기 사용자로부터 상기 부품 정보 및 상기 그리퍼 정보를 입력받는 입력부; 및 상기 입력받은 상기 부품 정보 및 상기 그리퍼 정보를 상기 최적조립 알고리즘에 적용하여 상기 각 부품의 조립순서 및 조립경로의 상호관계가 최적화된 상기 조 립순서정보 및 상기 조립경로정보를 생성하는 최적조립 알고리즘 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the assembly information generation unit of the virtual assembly simulation system according to the present invention, the input unit for receiving the part information and the gripper information from the user; And applying the input part information and the gripper information to the optimum assembly algorithm to generate the assembly order information and the assembly path information in which the correlation between the assembly order and the assembly path of each component is optimized. It characterized in that it comprises a control unit.

또한, 본 발명에 따른 가상조립 시뮬레이션 시스템의 상기 최적조립 알고리즘 제어부는 상기 부품 정보 및 상기 그리퍼 정보에 따라 상기 각 부품 조립에 사용되는 도구장치의 교환회수 및 상기 각 부품의 조립동안 상기 각 부품의 회전수를 최소화하는 최적의 조립순서에 상기 각 부품간의 충돌방지 및 이동거리를 최소화하는 경로조건을 결합하는 규칙을 통해 상기 조립순서정보 및 상기 조립경로조건을 생성하는 것을 특징으로 한다.Further, the optimum assembly algorithm control unit of the virtual assembly simulation system according to the present invention, the number of times of replacement of the tool device used for assembling each component according to the part information and the gripper information and rotation of the respective parts during the assembly of each component The assembly sequence information and the assembly path condition are generated through a rule that combines a path condition for minimizing the collision distance and minimizing the movement distance between the parts to an optimal assembly order to minimize the number.

또한, 본 발명에 따른 가상조립 시뮬레이션 시스템의 상기 최적조립 알고리즘 제어부는 제1 규칙, 제2 규칙, 및 제3 규칙을 통해 상기 조립순서에 상기 경로조건을 결합하며, 상기 제1 규칙은 최종조립위치에 도착한 부품은 다음 부품을 위한 장애물이 되는 규칙이고, 상기 제2 규칙은 각 부품 간의 간섭 및 충돌을 예방하기 위하여 가능한 조립 방향을 선택하고 조립시 상기 조립 방향으로 결합되는 규칙이며, 상기 제3 규칙은 최적경로 탐색 동안에 주어진 조립방향과 부품의 면이 수직이 되는 경우 기존 부품에 발생되는 척력이 소멸하는 규칙인 것을 특징으로 한다.In addition, the optimum assembly algorithm control unit of the virtual assembly simulation system according to the present invention combines the path condition to the assembly order through a first rule, a second rule, and a third rule, the first rule is the final assembly position The parts arriving at are rules that become obstacles for the next parts, and the second rule is a rule that selects possible assembly directions to prevent interference and collision between the components and is combined in the assembly direction during assembly, and the third rule Is a rule that eliminates the repulsive force generated in the existing part when the assembly direction and the part surface become vertical during the optimum path search.

또한, 본 발명에 따른 가상조립 시뮬레이션 시스템의 상기 최적조립 알고리즘 제어부는 상기 조립순서 및 상기 경로조건의 결합을 위한 경로를 전위계 방법을 통해 표현하고, 척력반경을 상기 조립순서 최적화와 연동시켜 상기 조립순서정보 및 상기 조립경로정보를 생성하는 것을 특징으로 한다.In addition, the optimal assembly algorithm control unit of the virtual assembly simulation system according to the present invention expresses the assembly sequence and the path for the combination of the path conditions through the electrometer method, the repulsive force in conjunction with the assembly sequence optimization the assembly sequence Information and the assembly path information is generated.

또한, 본 발명에 따른 가상조립 시뮬레이션 시스템의 상기 조립 인터페이스 부는, 조립순서, 그리퍼, 조립회전, 및 현재 조립 중인 부품의 정보를 제공하고, 조립과정 동안 생성되는 각종 정보를 갱신하여 표시하는 정보패널; 전체 조립된 상태에서의 현재 부품이 위치해야 할 기준과, 최종부품형상에 대한 상기 현재 부품의 조립위치를 제공하는 최종부품형상; 부품의 조립시 회전방향을 안내하고 조립 작업의 가능한 방향을 가이드하는 조립회전지시기; 장애물; 부품; 상기 부품을 조작하기 위해 필요한 그리퍼의 위치를 나타내는 초기위치그리퍼; 상기 사용자에게 작업의 정보를 안내하는 지시패널; 및 상기 사용자와 가상 객체 간의 햅틱상호작용을 발생하는 햅틱상호작용점을 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the assembly interface unit of the virtual assembly simulation system according to the present invention, the assembly order, the gripper, the assembly rotation, and the information panel for providing information of the current assembly, and the various information generated during the assembly process to update and display; A final part shape providing a criterion on which the current part should be located in the total assembled state and an assembly position of the current part with respect to the final part shape; Assembly rotation indicator for guiding the direction of rotation when assembling the parts and the possible direction of the assembly operation; obstacle; part; An initial position gripper indicating the position of the gripper required to operate the component; An instruction panel for guiding information of a task to the user; And a haptic interaction point for generating haptic interaction between the user and the virtual object.

또한, 본 발명에 따른 가상조립 시뮬레이션 시스템의 상기 조립 시뮬레이션부는 상기 조립경로정보를 통해 구해진 경로를 중심으로 원, 반원, 또는 사각형 형태의 단면을 갖는 경로객체를 생성하고, 상기 경로객체 내의 햅틱 상호작용을 통해 상기 경로객체 내에서만 운동이 발생하도록 조립동작에 조건을 부여하는 햅틱경로안내를 포함하는 상기 조립경로안내, 추천 그리퍼, 및 조립회전시시기로 조립부품의 작업 방향을 가이드하며 순차적으로 각 부품의 순서를 표시하는 상기 조립순서안내를 상기 사용자에게 제공하는 것을 특징으로 한다.In addition, the assembly simulation unit of the virtual assembly simulation system according to the present invention generates a path object having a cross section of a circle, semi-circle, or square shape around the path obtained through the assembly path information, the haptic interaction in the path object Through the assembly path guidance, the recommended gripper, and the assembly rotation time to guide the working direction of the assembly parts, including the haptic path guide that conditions the assembly operation so that the motion occurs only within the path object through the parts and sequentially The assembly sequence to display the order of the guide is characterized in that to provide to the user.

또한, 본 발명에 따른 가상조립 시뮬레이션 시스템의 상기 조립 시뮬레이션부는 상기 각 부품의 조립에 대한 총조립시간 및 총조립이동거리를 산출하여 상기 사용자에게 제공하는 것을 특징으로 한다.In addition, the assembly simulation unit of the virtual assembly simulation system according to the present invention is characterized in that it provides the user by calculating the total assembly time and the total assembly moving distance for the assembly of each component.

본 발명의 가상조립 시뮬레이션 시스템에 따르면, 최적화된 조립이동경로 및 조립순서정보를 이용하여 가상조립환경에서 햅틱경로안내 및 조립순서안내를 통해 조립시간 및 이동거리를 최소화하여 부품조립 구현시의 효율성을 극대화 할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.According to the virtual assembly simulation system of the present invention, by using the optimized assembly movement path and the assembly order information to minimize the assembly time and moving distance through the haptic path guidance and assembly sequence guide in the virtual assembly environment to achieve the efficiency of assembly of parts You can get the maximum effect.

또한, 본 발명의 가상조립 시뮬레이션 시스템에 따르면, 햅틱이 포함된 VR 기반 최적조립 시스템을 이용하여 가상환경에서 조립 알고리즘의 성능을 실제 경우와 유사한 환경에서 평가할 수 있도록 하고, 부품이 조립동안 움직인 거리를 최소화시키는 경로를 추종하도록 햅틱 안내를 통해 최적조립이 가능토록 하는 효과를 얻을 수 있다.In addition, according to the virtual assembly simulation system of the present invention, by using the VR-based optimal assembly system including the haptic to evaluate the performance of the assembly algorithm in the virtual environment in a similar environment to the actual case, the distance that the parts moved during assembly By haptic guidance to follow the path to minimize the effect can be obtained to enable optimal assembly.

또한, 본 발명의 가상조립 시뮬레이션 시스템에 따르면, 그리퍼 교환 회수 및 부품 회전수를 최소화하는 조립 순서 최적화 알고리즘에 경로궤적의 이동거리가 최소화되는 알고리즘이 추가되어, 부품조립순서 및 경로가 동시에 최적화되는 조립 시뮬레이션을 가능하게 하는 효과를 얻을 수 있다.In addition, according to the virtual assembly simulation system of the present invention, the assembly sequence optimization algorithm for minimizing the number of gripper replacement and the number of parts rotation is added to the algorithm that minimizes the movement distance of the path trajectory, the assembly assembly and the path is optimized at the same time The effect of enabling the simulation can be obtained.

또한, 본 발명의 가상조립 시뮬레이션 시스템에 따르면, 형상 데이터에 의존한 수치적인 조립순서 최적화 방법에 햅틱 안내가 가능한 경로계획 알고리즘을 포함시켜, 최적화된 조립순서안내 및 조립경로안내를 사용자에게 제공함으로써, 사용자가 조립 동안 최단거리 및 적은 에너지 소비로 최대한 빠른 조립이 가능한 조립조건을 찾을 수 있도록 하는 효과를 얻을 수 있다.In addition, according to the virtual assembly simulation system of the present invention, by including a path planning algorithm capable of haptic guidance in the numerical assembly order optimization method depending on the shape data, by providing the user with the optimized assembly sequence guide and assembly path guidance, The effect is to allow the user to find the assembly conditions for the fastest possible assembly with the shortest distance and low energy consumption during assembly.

또한, 본 발명의 가상조립 시뮬레이션 시스템에 따르면, 햅틱경로안내 및 조립순서안내가 주어진 최적의 조립 시뮬레이션의 반복된 훈련을 통해 보다 효과적인 사용자의 조립 훈련을 가능하게 하는 효과를 얻을 수 있다.In addition, according to the virtual assembly simulation system of the present invention, through the repeated training of the optimal assembly simulation given the haptic path guidance and assembly sequence guide can be obtained the effect that enables more effective user assembly training.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described an embodiment of the present invention;

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 가상조립 시뮬레이션 시스템의 구성을 도시한 블록도이다.1 is a block diagram showing the configuration of a virtual assembly simulation system according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 일실시예에 따른 가상조립 시뮬레이션 시스템(100)은 조립정보 생성부(110), 조립 인터페이스부(120), 조립 시뮬레이션부(130), 및 햅틱 구동부(140)를 포함한다. 본 발명의 일실시예에 따른 가상조립 시뮬레이션 시스템(100)은 연사처리가 가능한 PC, 노트북, 서버의 일부 구성으로 구현될 수도 있고, 본 발명의 가상조립 시뮬레이션만을 수행하는 독립적인 장치나 단말기로 구현될 수도 있다. The virtual assembly simulation system 100 according to an embodiment of the present invention includes an assembly information generation unit 110, an assembly interface unit 120, an assembly simulation unit 130, and a haptic driver 140. The virtual assembly simulation system 100 according to an embodiment of the present invention may be implemented as a part of a PC, a notebook computer, a server capable of continuous processing, or implemented as an independent device or a terminal that performs only the virtual assembly simulation of the present invention. May be

조립정보 생성부(110)는 선정된(predetermined) 부품 정보 및 그리퍼 정보로부터 최적조립 알고리즘을 통해 조립순서정보 및 조립경로정보를 생성한다. 조립정보 생성부(110)는, 상기 사용자로부터 상기 부품 정보 및 상기 그리퍼 정보를 입력받는 입력부 및 상기 입력받은 상기 부품 정보 및 상기 그리퍼 정보를 상기 최적조립 알고리즘에 적용하여 상기 각 부품의 조립순서 및 조립경로의 상호관계가 최적화된 상기 조립순서정보 및 상기 조립경로정보를 생성하는 최적조립 알고리즘 제어부를 포함한다.The assembly information generation unit 110 generates assembly sequence information and assembly path information from the pre-terminated part information and gripper information through an optimal assembly algorithm. The assembly information generation unit 110, an input unit for receiving the part information and the gripper information from the user, and the assembly order and assembly of the respective parts by applying the received part information and the gripper information to the optimum assembly algorithm. And an optimal assembly algorithm controller configured to generate the assembly sequence information and the assembly path information optimized for the mutual relationship between paths.

상기 최적조립 알고리즘 제어부는 상기 부품 정보 및 상기 그리퍼 정보에 따라 상기 각 부품 조립에 사용되는 도구장치의 교환회수 및 상기 각 부품의 조립동안 상기 각 부품의 회전수를 최소화하는 최적의 조립순서에 상기 각 부품간의 충돌 방지 및 이동거리를 최소화하는 경로조건을 결합하는 규칙을 통해 상기 조립순서정보 및 상기 조립경로조건을 생성한다.The optimum assembly algorithm controller controls the angles of the tool assembly used for assembling the parts according to the part information and the gripper information, and the optimum assembly algorithm in order to minimize the number of rotations of the parts during assembly of the parts. The assembly sequence information and the assembly path condition are generated through a rule combining a path condition for preventing collision between parts and minimizing a moving distance.

상기 최적조립 알고리즘 제어부는 제1 규칙, 제2 규칙, 및 제3 규칙을 통해 상기 조립순서에 상기 경로조건을 결합할 수 있다. 상기 제1 규칙은 최종조립위치에 도착한 부품은 다음 부품을 위한 장애물이 되는 규칙이고, 상기 제2 규칙은 각 부품 간의 간섭 및 충돌을 예방하기 위하여 가능한 조립 방향을 선택하고 조립시 상기 조립 방향으로 결합되는 규칙이며, 상기 제3 규칙은 최적경로 탐색 동안에 주어진 조립방향과 부품의 면이 수직이 되는 경우 기존 부품에 발생되는 척력이 소멸하는 규칙으로 구현될 수 있다.The optimal assembly algorithm control unit may combine the path condition with the assembly order through a first rule, a second rule, and a third rule. The first rule is a rule that the parts arriving at the final assembly position is an obstacle for the next part, the second rule is to select the possible assembly direction in order to prevent interference and collision between each component and to combine in the assembly direction during assembly The third rule may be implemented as a rule that eliminates the repulsive force generated in the existing component when the assembly direction and the surface of the component become vertical during the optimum path search.

상기 최적조립 알고리즘 제어부는 상기 조립순서 및 상기 경로조건의 결합을 위한 경로를 전위계 방법을 통해 표현하고, 척력반경을 상기 조립순서 최적화와 연동시켜 상기 조립순서정보 및 상기 조립경로정보를 생성할 수 있다.The optimal assembly algorithm control unit may express a path for combining the assembly order and the path condition through an electrometer method, and generate the assembly order information and the assembly path information by interlocking a repulsive force radius with the assembly order optimization. .

조립 인터페이스부(120)는 상기 조립순서정보 및 상기 조립경로정보에 따른 각 부품의 조립 시뮬레이션을 위한 가상조립환경을 사용자에게 제공한다. The assembly interface unit 120 provides a user with a virtual assembly environment for assembly simulation of each component according to the assembly sequence information and the assembly path information.

조립 인터페이스부(120)는, 조립순서, 그리퍼, 조립회전, 및 현재 조립 중인 부품의 정보를 제공하고, 조립과정 동안 생성되는 각종 정보를 갱신하여 표시하는 정보패널, 전체 조립된 상태에서의 현재 부품이 위치해야 할 기준과, 최종부품형상에 대한 상기 현재 부품의 조립위치를 제공하는 최종부품형상, 부품의 조립시 회전방향을 안내하고 조립 작업의 가능한 방향을 가이드하는 조립회전지시기, 장애물, 부품, 상기 부품을 조작하기 위해 필요한 그리퍼의 위치를 나타내는 초기위치그리 퍼, 상기 사용자에게 작업의 정보를 안내하는 지시패널, 및 상기 사용자와 가상 객체 간의 햅틱상호작용을 발생하는 햅틱상호작용점을 가상조립환경으로 포함할 수 있다.The assembly interface unit 120 includes information on an assembly sequence, grippers, assembly rotations, and information on a part currently being assembled, and an information panel for updating and displaying various pieces of information generated during the assembling process. The final part shape, which provides the criterion to be located and the assembly position of the current part with respect to the final part shape, the assembly rotation instruction, the obstacle, the part, An initial position gripper indicating the position of the gripper required to operate the component, an instruction panel for guiding information of the task to the user, and a haptic interaction point for generating haptic interaction between the user and the virtual object as a virtual assembly environment. It may include.

조립 시뮬레이션부(130)는 상기 조립순서정보 및 상기 조립경로정보를 통해 최적화된 조립순서안내 및 조립경로안내를 상기 사용자에게 제공하고, 상기 사용자에 의한 상기 각 부품의 조립 시뮬레이션의 수행을 제어한다.The assembly simulation unit 130 provides the user with the assembly order guide and the assembly path guide optimized through the assembly order information and the assembly path information, and controls the performance of the assembly simulation of each part by the user.

조립 시뮬레이션부(130)는 상기 조립경로정보를 통해 구해진 경로를 중심으로 원, 반원, 또는 사각형 형태의 단면을 갖는 경로객체를 생성하고, 상기 경로객체 내의 햅틱 상호작용을 통해 상기 경로객체 내에서만 운동이 발생하도록 조립동작에 조건을 부여하는 햅틱경로안내를 포함하는 상기 조립경로안내, 추천 그리퍼, 및 조립회전시시기로 조립부품의 작업 방향을 가이드하며 순차적으로 각 부품의 순서를 표시하는 상기 조립순서안내를 상기 사용자에게 제공한다.The assembly simulation unit 130 generates a path object having a circle, a semicircle, or a square cross section around the path obtained through the assembly path information, and moves only within the path object through haptic interaction in the path object. The assembling sequence for guiding the work direction of the assembled parts by the assembly route guide, the recommended gripper, and the assembly rotation time, including the haptic path guides that condition the assembly operation so as to occur, and sequentially displaying the order of each component. Provide guidance to the user.

조립 시뮬레이션부(130)는 상기 각 부품의 조립에 대한 총조립시간 및 총조립이동거리를 산출하여 상기 사용자에게 제공할 수 있다.The assembly simulation unit 130 may calculate the total assembly time and the total assembly moving distance for the assembly of each component and provide the same to the user.

햅틱 구동부(140)는 상기 조립 시뮬레이션의 수행시 상기 각 부품의 충돌이나 부품과 장애물 간의 충돌이 감지되는 경우, 상기 사용자에게 상기 충돌에 대응하는 햅틱 피드백을 제공한다.The haptic driver 140 provides the user with haptic feedback corresponding to the collision when a collision of each component or a collision between the component and an obstacle is detected when the assembly simulation is performed.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 조립 인터페이스의 일례를 도시한 도면이다.2 is a view showing an example of an assembly interface according to an embodiment of the present invention.

조립 인터페이스는 정보패널(211), 최종부품형상(212), 조립회전지시 기(213), 장애물(214), 부품(215), 초기위치그리퍼(216), 그리퍼형상(217), 지시패널(218), 햅틱상호작용점(219), 및 조립작업공간(220)을 포함한다.The assembly interface includes the information panel 211, the final component shape 212, the assembly rotation indicator 213, the obstacle 214, the component 215, the initial position gripper 216, the gripper shape 217, the instruction panel ( 218, the haptic interaction point 219, and the assembly workspace 220.

정보패널(211)은 조립순서, 그리퍼, 조립회전, 현재 조립중인 부품 등의 정보를 제공하고, 조립과정 동안 새로운 정보가 생성되는 경우 그에 따라 정보를 갱신한다. 최종부품형상(212)은 사용자로 하여금 전체 조립된 상태에서의 현재 부품이 위치해야 할 기준을 제공하고, 최종부품형상에서 상기 기준을 다른 색깔 등으로 부각하여 조립위치를 알려준다. 조립회전지시기(213)는 부품을 조립할 때 화살표 형태로 회전방향을 안내하고, 조립작업의 가능한 방향을 지시하는 역할을 한다.The information panel 211 provides information on the assembly order, the gripper, the assembly rotation, the parts currently being assembled, and updates the information accordingly when new information is generated during the assembly process. The final part shape 212 provides the user with a criterion on which the current part should be located in the assembled state, and instructs the assembly position by emphasizing the criterion with a different color in the final part shape. The assembly rotation indicator 213 guides the rotation direction in the form of an arrow when assembling parts, and serves to indicate a possible direction of the assembly operation.

장애물(214)은 실제 작업공간에서 원치 않는 객체가 존재하는 경우 가상조립환경의 작업공간에서 장애물로 표현되어 실제 환경의 제한 사항을 사용자가 고려할 수 있도록 한다. 부품(215)은 조립 시뮬레이션을 위한 주요 객체로 실제 다양한 기계 부품 형상으로 구현되며 부품 형상에 따라 시뮬레이션 조건이 결정될 수 있다.The obstacle 214 is represented as an obstacle in the workspace of the virtual assembly environment when an unwanted object exists in the actual workspace so that the user can consider the limitations of the actual environment. The part 215 is a main object for assembly simulation, and is implemented in various shapes of mechanical parts, and simulation conditions may be determined according to the part shape.

초기위치그리퍼(216)는 부품을 조작하기 위해 필요한 그리퍼의 위치를 나타내며 사용자는 실제 부품을 조립하기 전에 초기위치그리퍼(216)를 통해 부품에 적합한 그리퍼를 선택할 수 있다. 지시패널(218)은 사용자가 원하는 특별한 작업의 정보를 나타낸다. 예를 들어, "그리퍼를 잡으시오", "조립을 수행하시오", "새로운 부품을 선택하시오" 등의 문구를 갖는 텍스트로 구현될 수 있다.The initial position gripper 216 indicates the position of the gripper required to operate the part and the user can select the gripper suitable for the part through the initial position gripper 216 before assembling the actual part. The instruction panel 218 displays information of a particular task desired by the user. For example, it may be implemented as text with the phrases "grab gripper", "perform assembly", "select new parts" and so on.

상기 조립 인터페이스의 가상조립환경과 상기 사용자는 햅틱장치를 통하여 서로 인터페이스될 수 있다. 조립작업공간(220)에서 햅틱상호작용점(219)을 통해 상기 사용자와 가상객체 간의 햅틱 상호작용이 발생될 수 있다. 상기 사용자의 햅틱상호작용점(219)이 부품의 초기 위치지역에 도착하면 부품과 햅틱상호작용점을 연결하기 위한 객체들의 자동연결(snapping mechanism)이 활성화되어 객체의 중심이 햅틱상호작용점(219)과 연결될 수 있다. 이때 사용될 수 있는 햅틱 렌더링은 충돌 검출, 충돌시 힘의 반영 등의 역할을 하고, 상기 조립 인터페이스는 상기 사용자와 가상조립환경 간의 인터페이스를 제공할 수 있다. 상기 사용자는 가상조립 방법을 포함하는 가상객체를 햅틱 장치를 통해 조작할 수 있고, 햅틱 렌더링은 1KHz로 갱신될 수 있다.The virtual assembly environment of the assembly interface and the user may be interfaced with each other through a haptic device. The haptic interaction between the user and the virtual object may be generated through the haptic interaction point 219 in the assembly workspace 220. When the user's haptic interaction point 219 arrives at the initial position of the part, a snapping mechanism of objects for connecting the part and the haptic interaction point is activated to connect the center of the object to the haptic interaction point 219. Can be. In this case, the haptic rendering that can be used serves as collision detection, reflection of force in collision, and the assembly interface may provide an interface between the user and the virtual assembly environment. The user may manipulate the virtual object including the virtual assembly method through the haptic device, and the haptic rendering may be updated to 1KHz.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 가상조립 시뮬레이션 시스템의 햅틱 경로 및 조립순서안내를 포함하는 가상조립 시뮬레이션 알고리즘을 도시한 도면이다.3 is a diagram illustrating a virtual assembly simulation algorithm including a haptic path and an assembly sequence guide of a virtual assembly simulation system according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 일실시예에 따른 가상조립 시뮬레이션 시스템은 실시간 프로세서 및 오프라인 프로세서로 구현될 수 있다. 상기 오프라인 프로세서는 조립정보 생성부(110)로 구현될 수 있고, 상기 실시간 프로세서는 조립 인터페이스부(120), 조립 시뮬레이션부(130), 및 햅틱 구동부(140)로 구현될 수 있다. The virtual assembly simulation system according to an embodiment of the present invention may be implemented by a real time processor and an offline processor. The offline processor may be implemented by the assembly information generation unit 110, and the real time processor may be implemented by the assembly interface unit 120, the assembly simulation unit 130, and the haptic driver 140.

단계(311) 내지 단계(313)은 오프라인 프로세서인 조립정보 생성부(110)를 통해 수행될 수 있고, 단계(314) 내지 단계(317)은 실시간 프로세서인 햅틱 구동부(140)를 통해 수행될 수 있으며, 단계(318)은 조립 인터페이스부(120), 단계(319) 내지 단계(321)은 조립 시뮬레이션부(130)를 통해 수행될 수 있다.Steps 311 to 313 may be performed through the assembly information generation unit 110 which is an offline processor, and steps 314 to 317 may be performed by the haptic driver 140 which is a real time processor. In addition, step 318 may be performed through the assembly interface unit 120 and steps 319 to 321 through the assembly simulation unit 130.

조립정보 생성부(110)는 부품 정보 및 그리퍼 정보를 사용자를 통해 입력받거나 선정된 조건에 따라 특정 데이터베이스로부터 상기 부품 정보 및 그리퍼 정보 를 독출할 수 있다(단계(311)).The assembly information generation unit 110 may receive the component information and the gripper information through a user or read the component information and the gripper information from a specific database according to a selected condition (step 311).

조립정보 생성부(110)는 최적조립 알고리즘을 통해 상기 부품 정보 및 그리퍼 정보를 적용한다(단계(312)). 상기 최적조립 알고리즘은 도 6에 도시된 바와 같이 구현될 수 있다. 이는 추후 상세히 기술한다. 조립정보 생성부(110)는 상기 최적조립 알고리즘에 따라 최적화된 조립순서정보 및 조립경로정보를 생성한다(단계(313)). The assembly information generation unit 110 applies the part information and the gripper information through an optimal assembly algorithm (step 312). The optimal assembly algorithm may be implemented as shown in FIG. 6. This will be described later in detail. The assembly information generation unit 110 generates the assembly sequence information and the assembly path information optimized according to the optimum assembly algorithm (step 313).

조립 인터페이스부(120)는 가상조립환경을 상기 사용자에게 제공하고(단계(318)), 햅틱 구동부(140)는 상기 조립순서정보 및 상기 조립경로정보에 따른 상기 사용자의 조립 시뮬레이션 동안 각 객체의 위치를 갱신하며(단계(314)), 각 객체 간의 충돌을 검출한다(단계(315)). 상기 충돌이 검출되는 경우(단계(316)), 햅틱 구동부(140)는 상기 사용자에게 햅틱 피드백을 제공한다(단계(317)).The assembly interface unit 120 provides a virtual assembly environment to the user (step 318), and the haptic driver 140 positions each object during the assembly simulation of the user according to the assembly sequence information and the assembly path information. Are updated (step 314), and collisions between each object are detected (step 315). If the collision is detected (step 316), the haptic driver 140 provides haptic feedback to the user (step 317).

조립 시뮬레이션부(130)는 상기 각 객체의 위치 갱신에 따라 상기 각 객체가 초기위치에 도착하였는지 여부를 판단하고(단계(319)), 상기 각 객체가 초기위치에 도착한 것으로 판단되는 경우 상기 사용자의 조작에 따른 조립작업을 수행한다(단계(320)). 상기 조립작업에 따라 상기 각 객체가 최종위치에 도착하였는지를 판단하여(단계(321)), 상기 조립작업을 종료할 수 있다.The assembly simulation unit 130 determines whether each object has arrived at the initial position according to the position update of each object (step 319), and if it is determined that each object has arrived at the initial position of the user, Perform the assembly operation according to the operation (step 320). According to the assembling work, it is determined whether each object has arrived at the final position (step 321), and the assembling work can be finished.

상술한 바와 같이, 햅틱구동부(140)는 상기 사용자가 모든 객체를 촉감으로 만질 수 있도록 조립 시뮬레이션 동안 햅틱 피드백을 제공하고, 조립 인터페이스부(120)는 상기 조립 시뮬레이션을 위한 상기 사용자와의 상호작용이 가능한 조립작업환경을 제공하며, 조립 시뮬레이션부(130)는 상기 사용자에 의한 조립작업이 최적의 조립경로 및 조립순서로 수행되도록 가이드할 수 있다.As described above, the haptic drive unit 140 provides haptic feedback during the assembly simulation so that the user can touch all the objects with the touch, and the assembly interface unit 120 has no interaction with the user for the assembly simulation. It provides a possible assembly work environment, the assembly simulation unit 130 may guide the assembly work by the user to be performed in the optimal assembly path and assembly order.

상기 사용자는 가상조립작업 동안 상기 각 부품을 초기위치에서 최종위치까지 상기 조립순서정보에 따른 최적화된 조립순서에 따라 이동시켜야 한다. 이때, 상기 사용자는 상기 조립경로정보에 따른 최적 경로 및 햅틱 피드백을 통해 상기 각 부품의 조립을 수행할 수 있다.The user has to move each part from the initial position to the final position in an optimized assembly sequence according to the assembly sequence information during the virtual assembly operation. In this case, the user may perform assembly of each of the components through an optimal path and haptic feedback according to the assembly path information.

조립순서 및 조립경로는 최적조립 알고리즘 통해서 실행되고, 주어진 경로는 경로 중심을 따라 원, 반원, 사각형 형태의 단면적에 구멍이 뚫린 형태의 고정된 객체가 된다. 이때, 상기 사용자는 조립시 장애물과의 충돌을 피하기 위하여 부품의 상호작용점이 항상 경로 경계 안에서만 움직이도록 해야 한다. 따라서 상기 사용자의 움직임이 경로경계를 벗어나려 하는 경우, 햅틱 피드백을 통해 상기 사용자의 움직임이 항상 정해진 경로경계에 머물 수 있도록 할 수 있다. 햅틱 피드백은 햅틱상호작용점이 경로경계 사이에서 충돌이 일어날 때 시작될 수 있다. 이를 통해 상기 사용자가 햅틱 피드백으로 주어진 경로를 추종하도록 가이드함으로써 조립 과정의 효율성을 증대시킬 수 있다. The assembly sequence and assembly path are executed through the optimal assembly algorithm, and the given path becomes a fixed object with holes in circular, semicircle, and square cross-sectional areas along the path center. In this case, the user should ensure that the interaction point of the component always moves only within the path boundary in order to avoid collisions with obstacles during assembly. Therefore, when the user's movement is about to move out of the path boundary, the user's movement can always stay at the predetermined path boundary through haptic feedback. Haptic feedback can be initiated when a haptic interaction point encounters a collision between path boundaries. This may increase the efficiency of the assembly process by guiding the user to follow a given path with haptic feedback.

햅틱경로 생성 알고리즘은 척력(Repulsive force) 및 인력(attractive force)의 혼합으로 장애물을 피하고 부품을 최종위치로 가이드하기 위한 경로를 발생시키는 전위계 방법(Potential Field Method, Mark WS, Seth H, Vidyasagar M. Robot modeling and control. USA : John Willey and Sons;2006)을 통해 구현될 수 있다. 사용되는 경로계획알고리즘은 조립순서의 최적화와 연동되기 위해 가능한 간단한 설계 변수 및 적은 계산용량을 가지며 수학적인 함수로 표현 가능한 알고리 즘으로 구현될 수 있다. 최적조립순서 및 최적경로를 동시에 생성시키기 위하여, 비선형 시스템의 최적화에 사용되는 유전자 알고리즘(GA)이 사용될 수 있다. 전위계방법의 경우 척력 및 인력은 이동에 관한 방향을 수학식 1과 같이 제공한다.The haptic path generation algorithm is a potent field method (Mark WS, Seth H, Vidyasagar M.) that generates a path for avoiding obstacles and guiding parts to the final position by mixing repulsive and atractive forces. Robot modeling and control.USA: John Willey and Sons; 2006). The path planning algorithm used can be implemented as an algorithm that can be expressed as a mathematical function with the simplest design variables and small computational capacity possible to be linked with the optimization of assembly order. In order to simultaneously generate an optimal assembly sequence and an optimal path, a genetic algorithm (GA) used for the optimization of a nonlinear system can be used. In the case of the electrometer method, the repulsive force and the attraction force provide a direction with respect to Equation (1).

Figure 112008061554070-PAT00001
Figure 112008061554070-PAT00001

수학식 1에서. F att는 척력, F rep는 인력,

Figure 112008061554070-PAT00002
는 부품을 움직이기 위해 적용되는 단위 힘벡터, S는 경로 점들 사이의 간격을 의미한다. 조립 작업자를 부품의 초기 위치에서 최종위치까지 경로 안내를 위해 생성되는 경로생성 알고리즘은 도 4와 같이 구해질 수 있다. In equation (1). F att is repulsive force, F rep is manpower,
Figure 112008061554070-PAT00002
Is the unit force vector applied to move the part, S is the distance between the path points. A path generation algorithm generated for guiding the assembly operator from the initial position to the final position of the part may be obtained as shown in FIG. 4.

도 4에서, 단위 벡터

Figure 112008061554070-PAT00003
는 경로 안내를 만들기 위해 직접적으로 사용될 수 있으며 척력은 설계변수로 부품의 중심에서 장애물까지의 중심 거리인 척력반경 (repulsive force radius) ρ를 갖는다. 최적 경로의 획득을 위한 ρ값에 따라서 척력 및 인력 값을 포함한 경로 계획의 전체 결과 값이 결정될 수 있다. 따라서, ρ값을 변수로 한 경로 최적화를 통해 ρ값을 미리 결정할 수 있다. In Figure 4, the unit vector
Figure 112008061554070-PAT00003
Can be used directly to make path guidance, and repulsive force has a repulsive force radius, ρ, which is the center distance from the center of the part to the obstacle as a design variable. Depending on the value of ρ for obtaining the optimal path, the overall result of the path plan, including the repulsive force and attraction values, can be determined. Therefore, the value of p can be determined in advance through path optimization using the value of p as a variable.

조립순서(assembly sequnce)와 경로계획(path planning)이 결합된 경우의 최적화를 수행하기 위하여 관련 조립 규칙이 필요하다. 경로계획에서 제안된 조립규칙은 부품이 최종조립위치로 들어올 때, 부품의 움직임, 척력, 조립 방향을 제어할 수 있다. 상기 조립규칙은 다음과 같다.Relevant assembly rules are needed to perform optimizations when assembly sequence and path planning are combined. The assembly rules proposed in the route plan can control the movement, repulsion, and assembly direction of the components as they enter the final assembly position. The assembly rule is as follows.

1) 제1 규칙: "최종조립위치에 도착한 부품은 다음 부품을 위한 장애물이 된다."1) Rule 1: "Parts that arrive at the final assembly position are obstacles for the next part."

상기 제1 규칙에서는 도착하는 부품이 최종 위치로 들어올 때 이전 부품과 충돌하지 않도록 한다. 각 부품의 경로는 이미 도착한 다른 부품에 기반한 축적된 척력에 영향을 받아 경로 조립 순서에 영향을 미치기 때문에, 조립순서에 관한 최종 경로는 어떤 부품이 먼저 도착했는지에 따라 달라질 수 있다. 도 5는 일례로 한 부품이 최종위치로 들어올 때의 경우를 보여준다. 도 5에서 부품 2는 미리 최종위치에 도착하여 척력을 나타내고 있으며 부품 3은 현재 최종위치로 충돌 없이 들어오려고 하고 있다. 최종위치에서의 총 척력의 형상은 이미 도착한 부품에 의존하기 때문에, 다른 부품조립순서는 각 부품에 관해 다른 경로를 발생시킬 수 있다. The first rule ensures that the arriving part does not collide with the previous part as it enters the final position. Since the path of each part is influenced by the accumulated repulsive force based on other parts that have already arrived, the final path for the assembly order may depend on which part arrived first. 5 shows an example when a part enters the final position. In Fig. 5, part 2 has reached the final position in advance and exhibits repulsive force, and part 3 is now attempting to enter the final position without collision. Since the shape of the total repulsive force in the final position depends on the parts that have already arrived, different parts assembly sequences may generate different paths for each part.

2) 제2 규칙: "부품들 사이의 간섭 및 충돌을 피하기 위하여 가능한 조립 방향을 선택하고 조립될 때 상기 방향으로 결합되어야 한다." 2) Second rule: "In order to avoid interference and collisions between components, select the possible assembly direction and join in that direction when assembled."

조립 과정에서, 각 부품은 부품 사이의 충돌 및 간섭을 피하기 위하여 이미 계획된 조립 방향을 가지고 있어야 한다. 연속된 부품의 관계를 관찰하는 것에 의해 두 부품 사이의 가능한 방향을 정의 해주기 위해 연결행렬(connection matrix)이 미리 두 부품의 형상을 고려하여 정의 되어야 한다. In the assembly process, each part must have an assembly direction already planned to avoid collisions and interferences between the parts. In order to define the possible direction between two components by observing the relationship of successive components, a connection matrix must be defined in consideration of the shape of the two components in advance.

3) 제3 규칙: "최적경로 탐색 동안에 주어진 조립 방향과 부품의 면이 수직이 되면, 기존 부품에 발생되는 척력이 사라진다."3) Rule 3: "When the assembly direction and the face of the part are perpendicular during the optimal path search, the repulsive forces generated on the existing part disappear."

만일 부품의 최종위치가 축적된 척력 안에 위치하게 된다면, 다음 부품은 그 위치로 들어올 수 없게 된다. 따라서, 최종위치에서의 척력의 존재는 상기 제3 규칙으로 조절되어 다음 부품이 최종위치로 들어올 수 있도록 해야 한다. If the final position of the part is located within the accumulated repulsive force, the next part cannot enter that position. Therefore, the presence of the repulsive force in the final position must be adjusted to the third rule so that the next part can enter the final position.

상술한 제1 규칙 내지 제3 규칙의 조립규칙들을 통해서 사용자가 조립을 위하는 각 부품들은 그에 따른 조립 순서와 경로를 고려하여 최종 위치에 도달할 수 있다. Through the assembly rules of the first rule to the third rule described above, each component for assembly by the user may reach the final position in consideration of the assembling order and path accordingly.

조립 순서 및 척력 반경 ρ이 조립 규칙을 만족한다는 조건아래, 효과적인 조립작업을 수행하기 위해서 최적화 문제는 최적의 조립 순서 및 척력 반경을 찾는 것으로 귀착될 수 있다. 제안된 최적화 문제는 복잡한 비선형 시스템에 절대 최적값(global optimization)을 얻을 수 있는 유전자 알고리즘(John HH. Adaptation in natural and artificial Systems. Cambridge-USA : MIT Press ; 1992)을 이용하여 해결될 수 있다. 최적화 비용함수(cost function)계산을 위한 입력 값은 수학식 2와 같이 각 부품의 실제 이동거리(Dact), 부품의 회전수(O), 그리퍼 교환 회수(G)로 구성되어 있다. Under the condition that the assembly order and repulsion radius p satisfy the assembly rule, the optimization problem may result in finding the optimum assembly order and repulsion radius in order to perform effective assembly work. The proposed optimization problem can be solved using a genetic algorithm (John HH. Adaptation in natural and artificial Systems. Cambridge-USA: MIT Press; 1992) that can obtain global optimization for complex nonlinear systems. The input value for the calculation of the optimization cost function is composed of the actual moving distance (Dact) of each part, the number of revolutions of the part (O), and the gripper replacement frequency (G) as shown in Equation 2.

Figure 112008061554070-PAT00004
Figure 112008061554070-PAT00004

수학식 2에서, W1, W2, W3 는 가중치 변수, n은 부품 수이다. 실제 경로 거 리(Dact)는 하나의 경로점 최종 위치까지 이동할 때까지의 거리의 합이다. 반면, Dref는 초기 위치에서 최종 위치까지의 최단 거리이다. Dact와 Dref의 비교는 경로의 효율성을, 부품 회전수는 주어진 부품 조립 순서에서 얼마나 많은 횟수 동안 조립 회전이 변경되었는지, 그리퍼 변경수는 조립자가 얼마나 많은 그리퍼를 변경해야 되는지에 근거해서 계산될 수 있다. 모든 최적화 문제는 도 6에서와 같이 조립 순서를 따르는 오프라인 프로세서를 통해서 수행될 수 있다. 제안된 유전자알고리즘은 햅틱경로가 포함된 가상조립 알고리즘에서 최적조립 알고리즘으로 사용될 수 있다.In Equation 2, W 1 , W 2 , W 3 Is the weight variable and n is the number of parts. The actual path distance (Dact) is the sum of the distances to the final position of one path point. Dref, on the other hand, is the shortest distance from the initial position to the final position. The comparison between Dact and Dref can be calculated based on the efficiency of the path, the number of parts rotated based on how many times the assembly rotation has changed in a given part assembly sequence, and the gripper change can be calculated based on how many grippers the assembler needs to change. . All optimization problems may be performed through an offline processor following the assembly sequence as shown in FIG. The proposed genetic algorithm can be used as the optimal assembly algorithm in the virtual assembly algorithm including the haptic path.

조립 인터페이스를 통해 상기 사용자에게 제공되는 가상조립환경은 주어진 최적설계 결과값에서의 햅틱경로 및 조립안내가 주어지는 상태에서의 가상조립 시뮬레이션을 수행하기 위해 설계될 수 있다. 기본적인 조립작업은 초기위치에서 최종위치까지 부품을 이동시키는 작업으로 구성될 수 있다. The virtual assembly environment provided to the user through the assembly interface may be designed to perform a virtual assembly simulation in a state in which a haptic path and assembly guide are given at a given optimal design result value. Basic assembly work can consist of moving parts from the initial position to the final position.

사용자는 부품 선택 단계, 그리퍼 선택 단계, 그리퍼 선택전의 부품 다시 선택 단계, 및 해당 부품 조립 단계의 4가지 주요 조립 단계를 수행할 수 있다. 하나의 부품을 조립하기 위해서, 사용자는 정해진 부품 선택에 따른 그리퍼를 선택해야 한다. 사용자가 해당 그리퍼를 선택하면 연결행렬에 기반한 조립조건(constraint)이 따른다. 선택된 조립순서에 근거해 사용자는 현재의 그리퍼가 다음 부품에 다시 사용 가능하다면 새로운 그리퍼를 선택할 필요가 없다. The user can perform four main assembly steps: a part selection step, a gripper selection step, a part reselection step before the gripper selection, and a corresponding part assembly step. In order to assemble one part, the user must select the gripper according to the predetermined part selection. When the user selects the gripper, the assembly matrix-based constraint is followed. Based on the assembly sequence chosen, the user does not need to select a new gripper if the current gripper is available for the next part again.

최적화 설계가 그리퍼의 위치는 고려하지 않으므로 그리퍼는 각 부품의 초기 위치에서 고정된 거리에 위치하도록 구현될 수 있다. 따라서, 그리퍼의 변경 수 증가에 따른 효과를 명확히 조사할 수 있다. 또한, 가상조립 동안 사용자가 초기 햅틱상호작용점에서 가장 가까운 부품을 선택하는 경향을 방지하기 위하여, 상기 초기 햅틱상호작용점은 일정한 위치에서 무작위(random)로 선택되게 할 수 있다. 조립 작업동안 부품은 가상환경에서 존재하는 어떤 객체와도 충돌을 피하도록 구현되어야 하므로, 이를 위해 부품이 장애물을 통과하는 것을 방지하기 위해 장애물가 충돌 시 햅틱 피드백이 햅틱상호작용점에 주어질 수 있다. Since the optimization design does not consider the position of the gripper, the gripper can be implemented to be located at a fixed distance from the initial position of each component. Therefore, the effect of increasing the number of change of the gripper can be clearly investigated. In addition, during the virtual assembly, the initial haptic interaction point may be randomly selected at a predetermined position to prevent the user from tending to select the part closest to the initial haptic interaction point. During assembly, the part must be implemented to avoid collisions with any objects that exist in the virtual environment, so haptic feedback can be given to the haptic interaction point when the obstacle collides to prevent the part from passing through the obstacle.

도 7은 본 발명의 일실시예에 따라 햅틱경로 및 조립순서 가이드가 구현된 가상조립 시뮬레이션 시스템의 조립 인터페이스의 일례를 도시한 도면이다.FIG. 7 illustrates an example of an assembly interface of a virtual assembly simulation system in which a haptic path and an assembly sequence guide are implemented according to an embodiment of the present invention.

최적화에 기반한 조립안내 기능들이 주어진 경우, 사용자는 부품을 선택하고 최적화 조립순서 결과에 기반한 조립 작업을 수행할 수 있다. 상기 사용자는 조립순서안내에 따른 추천 그리퍼를 제공하고 부품의 조립 순서를 정할 수 있다. 부품이 조립 인터페이스의 가상조립환경에 나타나면 상기 사용자는 부품에 적합한 그리퍼를 선택한다. 이때, 상기 사용자는 여러 부품에 동일한 그리퍼를 사용할 확률을 높은 추천된 그리퍼를 선택하여 사용할 수 있다. Given assembly-based assembly guidance functions, the user can select a part and perform assembly based on the results of the optimization assembly sequence. The user can provide a recommended gripper according to the assembly sequence guide and set the assembly sequence of the parts. When the part appears in the virtual assembly environment of the assembly interface, the user selects a gripper suitable for the part. In this case, the user may select and use a recommended gripper having a high probability of using the same gripper for several parts.

또한, 부품조립 동안 최소한의 회전을 위해 조립회전지시기(711)가 시각적인 표시로 조립작업 동안 제공될 수 있다. 부품의 조립순서를 구현하기 위하여 하나의 부품만이 상기 가상조립환경에 순차적으로 나타나도록 할 수 있다. 해당 부품의 조립이 마무리 되면 다른 부품이 초기 위치에 나타나고, 모든 부품 조립이 마무리 될 때까지 이상의 작업이 반복된다. In addition, an assembly rotation indicator 711 may be provided during the assembly operation with a visual indication for minimal rotation during assembly of the parts. In order to implement the assembly order of parts, only one part may be sequentially displayed in the virtual assembly environment. When the assembly of the part is finished, the other part appears in the initial position, and the above operation is repeated until all the parts are assembled.

또한, 조립경로안내 기능에 따라 부품이 가상조립환경에 나타나면 제안된 경 로가 제시될 수 있다. 상기 경로는 조립정보 생성부(110)의 최적조립 알고리즘을 통해 생성된 조립경로정보에 따라 설정될 수 있다. 상기 경로는 상기 가상조립환경에서 도 7과같이 고정된 객체의 형태로 구현될 수 있고 햅틱상호작용점의 움직임은 상기 경로의 경계 내로 제한될 수 있다. In addition, if a part appears in the virtual assembly environment according to the assembly path guide function, the proposed path may be presented. The path may be set according to the assembly path information generated through the optimal assembly algorithm of the assembly information generation unit 110. The path may be implemented in the form of a fixed object as shown in FIG. 7 in the virtual assembly environment, and the movement of the haptic interaction point may be limited within the boundary of the path.

조립을 위해 이동되는 부품이 상기 경로의 경계를 벗어나려는 경우, 사용자는 햅틱상호작용점과 경로경계 사이에서 햅틱 피드백을 느끼게 되므로 상기 사용자의 움직임이 최적조립경로를 따르도록 가이드 할 수 있다. 최적경로결과 값에 대하여 제안된 수동 햅틱 안내를 최적 햅틱경로(714)라 한다. 따라서, 각 부품에 관해서 사용자는 제안된 그리퍼(713)를 터치하여 선택하고, 부품 조립작업 동안 사용자는 주어진 경로를 따르게 되고, 조립회전지시기(711)가 가이드하는 방향으로 조립할 수 있다. 하나의 부품을 조립한 후 사용자는 다음 부품 조립을 위해 초기 위치로 돌아갈 때도 햅틱경로(714)를 이용하여 최단거리로 이동할 수 있다. When a component to be moved for assembly is outside the boundary of the path, the user may feel the haptic feedback between the haptic interaction point and the path boundary so that the user's movement may follow the optimal assembly path. The proposed manual haptic guidance for the optimal path result value is called the optimal haptic path 714. Therefore, for each part, the user touches the proposed gripper 713 to select it, and the user follows a given path during the assembly of the parts, and the assembly may be assembled in the direction guided by the assembly rotation indicator 711. After assembling one part, the user may move to the shortest distance using the haptic path 714 even when returning to the initial position for assembling the next part.

가상조립환경에서 조립알고리즘의 성능은 총조립시간 및 총조립이동거리의 측정을 통해 결정될 수 있다. 상기 총조립시간은 그리퍼 선택 및 부품 조립 후 초기위치로 이동하는 과정을 포함한 모든 부품의 조립 작업을 마무리하는 시간을 의미한다. 상기 총조립이동거리는 모든 부품의 초기위치에서 최종위치까지 이동된 거리 및 그리퍼의 선택을 위한 이동, 부품 조립 후 다음 부품 선택 시의 이동거리를 모두 포함한 거리를 의미한다. 조립 시뮬레이션부(130)는 부품 조립 시뮬레이션이 수행되는 경우 상기 부품 조립에 따른 각 부품의 조립시간 혹은 총조립시간 및 각 부품의 조립이동거리 혹은 총조립이동거리를 산출하여 상기 사용자에게 제공하고, 상기 사용자는 상기 조립시간 및 상기 조립이동거리를 통해 조립 작업의 효율성을 평가할 수 있다.The performance of the assembly algorithm in the virtual assembly environment can be determined by measuring the total assembly time and total assembly travel distance. The total assembly time refers to the time to finish the assembly work of all parts, including the process of moving to the initial position after the gripper selection and assembly of the parts. The total assembly moving distance means a distance including all the distance moved from the initial position to the final position of all the parts and the gripper for the selection, the moving distance for the selection of the next part after assembly of the parts. The assembly simulation unit 130 calculates the assembly time or the total assembly time and the assembly moving distance or the total assembly moving distance of each component according to the assembly of the component when the assembly of the component is performed, and provides it to the user. The user can evaluate the efficiency of the assembly operation through the assembly time and the assembly movement distance.

본 발명에 따른 가상조립 시뮬레이션 시스템의 가상조립 시뮬레이션 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 상기 매체는 프로그램 명령, 데이터 구조 등을 지정하는 신호를 전송하는 반송파를 포함하는 광 또는 금속선, 도파관 등의 전송 매체일 수도 있다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.The virtual assembly simulation method of the virtual assembly simulation system according to the present invention may be implemented in the form of program instructions that can be executed by various computer means and recorded in a computer readable medium. The computer readable medium may include program instructions, data files, data structures, etc. alone or in combination. Program instructions recorded on the media may be those specially designed and constructed for the purposes of the present invention, or they may be of the kind well-known and available to those having skill in the computer software arts. Examples of computer-readable recording media include magnetic media such as hard disks, floppy disks, and magnetic tape, optical media such as CD-ROMs, DVDs, and magnetic disks, such as floppy disks. Magneto-optical media, and hardware devices specifically configured to store and execute program instructions, such as ROM, RAM, flash memory, and the like. The medium may be a transmission medium such as an optical or metal wire, a waveguide, or the like including a carrier wave for transmitting a signal specifying a program command, a data structure, or the like. Examples of program instructions include not only machine code generated by a compiler, but also high-level language code that can be executed by a computer using an interpreter or the like. The hardware device described above may be configured to operate as one or more software modules to perform the operations of the present invention, and vice versa.

이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 이는 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명 사상은 아래에 기재된 특허청구범위에 의해서만 파악되어야 하고, 이의 균등 또는 등가적 변형 모두는 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.As described above, the present invention has been described by way of limited embodiments and drawings, but the present invention is not limited to the above-described embodiments, which can be variously modified and modified by those skilled in the art to which the present invention pertains. Modifications are possible. Accordingly, the spirit of the present invention should be understood only by the claims set forth below, and all equivalent or equivalent modifications thereof will belong to the scope of the present invention.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 가상조립 시뮬레이션 시스템의 구성을 도시한 블록도.1 is a block diagram showing the configuration of a virtual assembly simulation system according to an embodiment of the present invention.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 조립 인터페이스의 일례를 도시한 도면.2 illustrates an example of an assembly interface in accordance with one embodiment of the present invention.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 가상조립 시뮬레이션 시스템의 햅틱 경로 및 조립순서안내를 포함하는 가상조립 시뮬레이션 알고리즘을 도시한 도면.3 is a diagram illustrating a virtual assembly simulation algorithm including a haptic path and assembly sequence guide of a virtual assembly simulation system according to an embodiment of the present invention.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 햅틱경로 생성을 위한 경로계획방법의 일례를 도시한 도면.4 is a diagram illustrating an example of a path planning method for generating a haptic path according to an embodiment of the present invention.

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 조립순서 및 조립경로 연동을 위한 조립규칙을 도시한 도면.5 is a view showing an assembly order for assembly sequence and assembly path interworking according to an embodiment of the present invention.

도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 햅틱경로 및 조립순서가 포함된 최적조립 알고리즘의 일례를 도시한 도면.6 illustrates an example of an optimal assembly algorithm including a haptic path and an assembly sequence according to an embodiment of the present invention.

도 7은 본 발명의 일실시예에 따라 햅틱경로 및 조립순서 가이드가 구현된 가상조립 시뮬레이션 시스템의 조립 인터페이스의 일례를 도시한 도면.FIG. 7 illustrates an example of an assembly interface of a virtual assembly simulation system in which a haptic path and an assembly sequence guide are implemented according to an embodiment of the present invention. FIG.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

100: 가상조립 시뮬레이션 시스템100: virtual assembly simulation system

110: 조립정보 생성부110: assembly information generation unit

120: 조립 인터페이스부120: assembly interface

130: 조립 시뮬레이션부130: assembly simulation unit

140: 햅틱 구동부140: haptic drive unit

Claims (8)

선정된(predetermined) 부품 정보 및 그리퍼 정보로부터 최적조립 알고리즘을 통해 조립순서정보 및 조립경로정보를 생성하는 조립정보 생성부;An assembly information generation unit configured to generate assembly order information and assembly path information through an optimal assembly algorithm from predetermined part information and gripper information; 상기 조립순서정보 및 상기 조립경로정보에 따른 각 부품의 조립 시뮬레이션을 위한 가상조립환경을 사용자에게 제공하는 조립 인터페이스부;An assembly interface unit providing a user with a virtual assembly environment for assembly simulation of each component according to the assembly sequence information and the assembly path information; 상기 조립순서정보 및 상기 조립경로정보를 통해 최적화된 조립순서안내 및 조립경로안내를 상기 사용자에게 제공하고, 상기 사용자에 의한 상기 각 부품의 조립 시뮬레이션의 수행을 제어하는 조립 시뮬레이션부; 및An assembly simulation unit configured to provide an assembly order guide and an assembly path guide optimized through the assembly order information and the assembly path information, and to control performance of the assembly simulation of each component by the user; And 상기 조립 시뮬레이션의 수행시 상기 각 부품의 충돌이나 부품과 장애물 간의 충돌이 감지되는 경우, 상기 사용자에게 상기 충돌에 대응하는 햅틱 피드백을 제공하는 햅틱 구동부Haptic drive unit for providing a haptic feedback corresponding to the collision to the user, if a collision of each component or a collision between the component and the obstacle is detected when the assembly simulation is performed 를 포함하는 것을 특징으로 하는 가상조립 시뮬레이션 시스템.Virtual assembly simulation system comprising a. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 조립정보 생성부는,The assembly information generation unit, 상기 사용자로부터 상기 부품 정보 및 상기 그리퍼 정보를 입력받는 입력부; 및An input unit configured to receive the part information and the gripper information from the user; And 상기 입력받은 상기 부품 정보 및 상기 그리퍼 정보를 상기 최적조립 알고리즘에 적용하여 상기 각 부품의 조립순서 및 조립경로의 상호관계가 최적화된 상기 조립순서정보 및 상기 조립경로정보를 생성하는 최적조립 알고리즘 제어부Optimal assembly algorithm control unit for generating the assembly sequence information and the assembly path information is optimized by applying the input of the part information and the gripper information to the optimum assembly algorithm of the assembly order and the assembly path of each component 를 포함하는 것을 특징으로 하는 가상조립 시뮬레이션 시스템.Virtual assembly simulation system comprising a. 제2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 최적조립 알고리즘 제어부는 상기 부품 정보 및 상기 그리퍼 정보에 따라 상기 각 부품 조립에 사용되는 도구장치의 교환회수 및 상기 각 부품의 조립동안 상기 각 부품의 회전수를 최소화하는 최적의 조립순서에 상기 각 부품간의 충돌방지 및 이동거리를 최소화하는 경로조건을 결합하는 규칙을 통해 상기 조립순서정보 및 상기 조립경로조건을 생성하는 것을 특징으로 하는 가상조립 시뮬레이션 시스템.The optimum assembly algorithm controller controls the angles of the tool assembly used for assembling the parts according to the part information and the gripper information, and the optimum assembly algorithm in order to minimize the number of rotations of the parts during assembly of the parts. Virtual assembly simulation system, characterized in that for generating the assembly sequence information and the assembly path conditions through a rule that combines the path conditions to minimize the collision between the parts and the movement distance. 제2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 최적조립 알고리즘 제어부는 제1 규칙, 제2 규칙, 및 제3 규칙을 통해 상기 조립순서에 상기 경로조건을 결합하며, 상기 제1 규칙은 최종조립위치에 도착한 부품은 다음 부품을 위한 장애물이 되는 규칙이고, 상기 제2 규칙은 각 부품 간의 간섭 및 충돌을 예방하기 위하여 가능한 조립 방향을 선택하고 조립시 상기 조립 방향으로 결합되는 규칙이며, 상기 제3 규칙은 최적경로 탐색 동안에 주어진 조립방향과 부품의 면이 수직이 되는 경우 기존 부품에 발생되는 척력이 소멸하는 규칙인 것을 특징으로 하는 가상조립 시뮬레이션 시스템.The optimal assembly algorithm control unit combines the path condition to the assembly order through the first rule, the second rule, and the third rule, wherein the first rule becomes an obstacle for the next part. Rule, wherein the second rule is a rule that selects possible assembly directions to prevent interference and collision between the components and is combined in the assembly direction during assembly, and the third rule is a rule of the given assembly direction and components during the search for the optimum path. Virtual assembly simulation system, characterized in that the rule that the repulsive force generated in the existing component when the plane becomes vertical. 제2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 최적조립 알고리즘 제어부는 상기 조립순서 및 상기 경로조건의 결합을 위한 경로를 전위계 방법을 통해 표현하고, 척력반경을 상기 조립순서 최적화와 연동시켜 상기 조립순서정보 및 상기 조립경로정보를 생성하는 것을 특징으로 하는 가상조립 시뮬레이션 시스템.The optimum assembly algorithm control unit expresses a path for combining the assembly order and the path condition through an electrometer method, and generates the assembly order information and the assembly path information by interlocking a repulsive force radius with the assembly order optimization. Virtual assembly simulation system. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 조립 인터페이스부는,The assembly interface unit, 조립순서, 그리퍼, 조립회전, 및 현재 조립 중인 부품의 정보를 제공하고, 조립과정 동안 생성되는 각종 정보를 갱신하여 표시하는 정보패널;An information panel that provides information on an assembly order, grippers, assembly rotations, and parts currently being assembled, and updates and displays various information generated during the assembly process; 전체 조립된 상태에서의 현재 부품이 위치해야 할 기준과, 최종부품형상에 대한 상기 현재 부품의 조립위치를 제공하는 최종부품형상;A final part shape providing a criterion on which the current part should be located in the total assembled state and an assembly position of the current part with respect to the final part shape; 부품의 조립시 최전방향을 안내하고 조립 작업의 가능한 방향을 가이드하는 조립회전지시기;An assembly rotation indicator which guides the foremost direction when assembling the parts and guides possible directions of the assembly work; 장애물;obstacle; 부품;part; 상기 부품을 조작하기 위해 필요한 그리퍼의 위치를 나타내는 초기위치그리퍼;An initial position gripper indicating the position of the gripper required to operate the component; 상기 사용자에게 작업의 정보를 안내하는 지시패널; 및An instruction panel for guiding information of a task to the user; And 상기 사용자와 가상 객체 간의 햅틱상호작용을 발생하는 햅틱상호작용점Haptic interaction point for generating haptic interaction between the user and the virtual object 을 포함하는 것을 특징으로 하는 가상조립 시뮬레이션 시스템.Virtual assembly simulation system comprising a. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 조립 시뮬레이션부는 상기 조립경로정보를 통해 구해진 경로를 중심으로 원, 반원, 또는 사각형 형태의 단면을 갖는 경로객체를 생성하고, 상기 경로객체 내의 햅틱 상호작용을 통해 상기 경로객체 내에서만 운동이 발생하도록 조립동작에 조건을 부여하는 햅틱경로안내를 포함하는 상기 조립경로안내, 추천 그리퍼, 및 조립회전시시기로 조립부품의 작업 방향을 가이드하며 순차적으로 각 부품의 순서를 표시하는 상기 조립순서안내를 상기 사용자에게 제공하는 것을 특징으로 하는 가상조립 시뮬레이션 시스템.The assembly simulation unit generates a path object having a circle, a semicircle, or a square cross section around the path obtained through the assembly path information, and generates motion only in the path object through haptic interaction in the path object. The assembly path guide, the recommended gripper, including the haptic path guide for providing a condition to the assembly operation, and the assembly sequence guide for guiding the work direction of the assembly parts at the time of assembly rotation and sequentially displaying the order of each part; Virtual assembly simulation system, characterized in that provided to the user. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 조립 시뮬레이션부는 상기 각 부품의 조립에 대한 조립시간 및 조립이동거리를 산출하여 상기 사용자에게 제공하는 것을 특징으로 하는 가상조립 시뮬레이션 시스템.The assembly simulation unit is a virtual assembly simulation system, characterized in that for providing to the user to calculate the assembly time and assembly moving distance for the assembly of each component.
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